[發明專利]以無機鹽為前驅物LPCVD技術制備透明導電氧化物薄膜玻璃的方法

有效

• 申請號: 201110325464.6
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102339905A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 臧曉丹;李昌齡;唐維泰
• 申請（專利權）人: 通用光伏能源（煙臺）有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 梁翠榮

技術領域????

本發明涉及一種透明導電氧化物薄膜玻璃的制備新方法，特別是一種以無機鹽前驅物代替傳統金屬有機鹽、利用低壓化學氣相沉積技術（LPCVD）制備透明導電氧化物薄膜玻璃的方法。

背景技術???

透明導電氧化物薄膜具有良好的光電、壓電和氣敏性質，其電化學穩定性高，在透明導體、光波導器件、高頻壓電轉換器、微傳感器等方面具有廣泛的用途。透明導電氧化物薄膜玻璃更是太陽能電池的重要組成部分，特別是應用于硅基薄膜太陽能電池方面，具有獨特的優勢。尤其是ZnO透明導電薄膜玻璃，由于其無毒、來源豐富、價格便宜等優點，引起了越來越多的關注。

目前，用來制備透明導電氧化物薄膜玻璃的方法主要包括磁控濺射鍍膜法、離子束濺射鍍膜法以及噴涂熱分解法等，這些制備方法都有其缺點。濺射鍍膜的成本高，沉積速率相對較低；噴涂熱分解法沉積的薄膜性能較差，且均勻性不佳。目前用來制備透明導電氧化物薄膜玻璃的方法還有金屬有機化學氣相沉積法（MOCVD），這種方法使用的前驅物為有機金屬醇鹽，以ZnO透明導電氧化物薄膜玻璃的制備為例，其前驅物為二甲基鋅、二乙基鋅或醋酸丙酮鋅等。在ZnO薄膜沉積的過程中，會有少部分有機前驅物隨ZnO同時沉積到靶材上成為雜質粒子，從而導致透明導電氧化物膜層中存在有機雜質粒子，影響薄膜的透光性、耐候性等各種特性。在大規模生產的電子產品中，要求透明導電氧化物薄膜玻璃的制備技術兼顧沉積速率高、面積大、均勻性好以及成本低等特性，因此，發明一種以金屬無機鹽代替有機前驅物制備透明導電氧化物薄膜玻璃的方法是十分必要的。

發明內容????

本發明的目的是想克服現有技術中制備透明導電氧化物薄膜玻璃存在的均勻性低、成本高、生成能力低、薄膜性能差等缺陷，提供一種新的制備透明導電氧化物薄膜玻璃的方法——以無機鹽前驅物LPCVD技術制備透明導電氧化物薄膜玻璃的方法，采用該方法制備的透明導電氧化物薄膜玻璃，具有較高的透光率和導電性能，耐候性好，制備工藝簡單，成本低，易于實現產業化。

為實現本發明的上述目的所采用的技術方案是：一種以無機鹽為前驅物LPCVD技術制備透明導電氧化物薄膜玻璃的方法，其特征是按下列步驟進行的：

1、玻璃清洗：將備好的玻璃片傳送至玻璃清洗系統，經過酸、堿、去離子水清洗工藝清洗并烘干玻璃；

2、光學檢測：用光學檢測系統對清洗后的玻璃進行檢測，觀測玻璃表面是否有殘留的污漬；將檢驗合格的玻璃送至LPCVD鍍膜室，表面有殘留污漬的玻璃需返回玻璃清洗系統重新進行清洗；

3、鍍膜：將制備透明導電氧化物薄膜的金屬無機鹽前驅物配制成澄清飽和水溶液，利用鼓泡器和載氣N₂將其溶液載入到LPCVD鍍膜室中，常用的N₂流量為300-325?SCCM，無機鹽前驅物與N₂的摩爾比為0.2-0.3，為防止金屬無機鹽在載入LPCVD鍍膜室之前于管道中發生沉積，可將其輸送管道加熱至110℃，鍍膜室中的壓力控制在100-500mTorr，鍍膜室溫度比金屬無機鹽的分解溫度高150-200℃，金屬無機鹽在LPCVD鍍膜室中分解，并最終在比鍍膜室溫度低50-100℃的玻璃基底上沉積生成透明導電氧化物薄膜；?

4、性能檢測：用全光譜反射膜厚度測量儀和四探針方塊電阻測量儀測量透明導電氧化物薄膜玻璃的透光率、厚度和方塊電阻；?

5、成品制成：將經檢驗符合鍍膜玻璃標準的透明導電氧化物薄膜玻璃下線，按要求包裝、編號、入庫，得到最終產品；將檢驗不符合鍍膜玻璃標準的透明導電氧化物薄膜玻璃回收至腐蝕池，用稀鹽酸將其表面的氧化物薄膜腐蝕掉，實現玻璃的回收利用。

本發明所述的金屬無機鹽前驅物是指Zn²⁺、In³⁺、Sn⁴⁺中的任一種與????????????????????????????????????????????????、、、中的任一種所組成的鹽。?

本發明采用金屬無機鹽代替有機鹽作為制備透明導電氧化物薄膜玻璃的前驅物，避免了薄膜中有機物雜質的混入，使所制得的薄膜均勻，具有較高的透光率和導電性能，耐候性好，且無機鹽與有機鹽相比價格便宜，安全性高，制備工藝簡單，成本低，適合工業大規模生產。

對于LPCVD制備方法，具有以下優點：

1、制備的薄膜具有良好的階梯覆蓋性和均勻性；

2、薄膜制備過程中對氣體流動的動態變化依賴性低；